CN111664287B - 电磁阀恒流控制装置、方法和系统 - Google Patents

电磁阀恒流控制装置、方法和系统 Download PDF

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    • G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/561—Voltage to current converters

Abstract

本发明提供了电磁阀恒流控制装置、方法和系统，该装置包括：控制芯片、驱动模块、电流采样模块和电流转换模块，其中，控制芯片为待控制电磁阀所在设备原有的数据处理芯片；电流采样模块和电流转换模块用于表征流经待控制电磁阀的实际电流值的数字电流信号传输给控制芯片；控制芯片用于根据预设的目标电流值和数字电流信号，生成相对应的目标PWM控制信号，根据目标PWM控制信号生成驱动信号，并将驱动信号传输给驱动模块；驱动模块，用于根据来自控制芯片的驱动信号，将具有相应输出电流值的电流输送给待控制电磁阀，其中，输出电流值与目标电流值之间的差值位于预设的目标电流误差范围内。本方案能够降低对电磁阀进行恒流控制的成本。

Description

电磁阀恒流控制装置、方法和系统
技术领域
本发明涉及电气工程技术领域，特别涉及电磁阀恒流控制装置、方法和系统。
背景技术
燃气热水器中包括有电磁阀，电磁阀设置在燃气管路上，当燃气热水器的出水口有水流出时，电磁阀开启使燃气进入燃烧室中燃烧以对流经燃气热水器的水进行加热，当燃气热水器的出水口没有水流出时，电磁阀关闭以防止燃气热水器干烧。为了使电磁阀能够正常运行，需要对电磁阀进行恒流控制，即需要使输入给电磁阀的电流在一个恒定的范围内波动。
目前在对电磁阀进行恒流控制时，通常采用比较器对目标电流和采样电流进行比较，进而根据目标电流和采样电流的大小关系来调节电磁阀的输入电流，进而实现电磁阀的恒流控制。
针对目前对电磁阀进行恒流控制的方法，由于需要通过比较器来比较电磁阀的目标电流和采样电流，因此需要在电磁阀的供电电路中设置比较器，而比较器本身具有一定的硬件成本，进而造成对电磁阀进行恒流控制的成本较高。
发明内容
本发明实施例提供了电磁阀恒流控制装置、方法和系统，能够降低对电磁阀进行恒流控制的成本。
第一方面，本发明实施例提供了一种电磁阀恒流控制装置，包括：控制芯片、驱动模块、电流采样模块和电流转换模块，其中，所述控制芯片为待控制电磁阀所在设备原有的数据处理芯片；
所述控制芯片分别与所述驱动模块、所述电流转换模块和待控制电磁阀相连接；
所述电流采样模块分别与所述电流转换模块和所述待控制电磁阀相连接；
所述电流采样模块，用于采集模拟电流信号，并将所述模拟电流信号传输给所述电流转换模块，其中，所述模拟电流信号用于表征流经所述待控制电磁阀的实际电流值；
所述电流转换模块，用于将来自所述电流采样模块的所述模拟电流信号转换为相对应的数字电流信号，并将所述数字电流信号传输给所述控制芯片；
所述控制芯片，用于根据预先针对所述待控制电磁阀所设定的目标电流值和所述数字电流信号，生成相对应的目标PWM控制信号，根据所述目标PWM控制信号生成驱动信号，并将所述驱动信号传输给所述驱动模块；
所述驱动模块，用于根据来自所述控制芯片的所述驱动信号，将具有相应输出电流值的电流输送给所述待控制电磁阀，其中，所述输出电流值与所述目标电流值之间的差值位于预设的目标电流误差范围内。
在第一种可能的实现方式中，结合上述第一方面，所述控制芯片，用于执行如下处理：
根据所述数字电流信号确定所述实际电流值；
根据所述实际电流值与所述目标电流值之间的偏差，通过PID算法计算PWM控制信号的第一占空比；
根据所述第一占空比确定第一电流值，其中，所述第一电流值为所述驱动模块根据占空比为所述第一占空比的PWM控制信号工作时向所述待控制电磁阀所输送电流的电流值；
判断所述第一电流值与所述目标电流值之间的偏差是否位于所述目标电流误差内；
如果所述第一电流值与所述目标电流值之间的偏差位于所述目标电流误差范围内，则生成对应占空比为所述第一占空比的所述目标PWM控制信号，根据所述目标PWM控制信号生成所述驱动信号，并将所述驱动信号传输给所述驱动模块；
如果所述第一电流值与所述目标电流值之间的偏差位于所述目标电流误差范围之外，则通过所述PID算法计算PWM控制信号的第二占空比，并生成对应占空比为所述第二占空比的所述目标PWM控制信号，根据所述目标PWM控制信号生成所述驱动信号，并将所述驱动信号传输给所述驱动模块，其中，所述驱动模块根据所述驱动信号工作时向所述待控制电磁阀所输送电流为第二电流值，且所述第二电流值与所述目标电流值之间的偏差位于所述目标电流误差范围内。
在第二种可能的实现方式中，结合上述第一种可能的实现方式，所述控制芯片在执行所述通过所述PID算法计算PWM控制信号的第二占空比时，用于执行如下处理：
如果所述第一电流值与所述目标电流值之间的偏差大于所述目标电流值的上偏差，则通过所述PID算法计算出小于所述第一占空比的所述第二占空比；
如果所述第一电流值与所述目标电流值之间的偏差小于所述目标电流值的下偏差，则通过所述PID算法计算出大于所述第一占空比的所述第二占空比。
在第三种可能的实现方式中，结合上述第一方面，所述驱动模块包括：直流电源、第一电阻、第二电阻、第一电容、NPN型三极管和PNP型三极管；
所述PNP型三极管的发射极与所述直流电源相连接，所述PNP型三极管的集电极与所述待控制电磁阀相连接，所述PNP型三极管的基极与所述第一电阻的第一端相连接；
所述第一电阻的第二端与所述NPN型三极管的集电极相连接；
所述NPN型三极管的基极与所述控制芯片相连接，所述NPN型三极管的发射极接地；
所述第二电阻的第一端与所述直流电源相连接，且所述第二电阻的第二端与所述PNP型三极管的基极相连接；
所述第一电容的第一端与所述NPN型三极管的集电极相连接，且所述第一电容的第二端与所述NPN型三极管的发射极相连接。
在第四种可能的实现方式中，结合上述第三种可能的实现方式，所述驱动模块进一步包括：续流二极管；
所述续流二极管的正极接地，且所述续流二极管的负极与所述PNP型三极管的集电极相连接。
在第五种可能的实现方式中，结合上述第一方面以及第一方面的第一种可能的实现方式、第五种可能的实现方式、第三种可能的实现方式和第四种可能的实现方式中的任意一个，所述电流采样模块包括：第二电容和第三电阻；
所述第三电阻的第一端与所述待控制电磁阀相连接，且所述第三电阻的第二端接地；
所述第二电容的第一端分别与所述第三电阻的第一端和所述电流转换模块相连接，且所述第二电容的第二端接地。
第二方面，本发明实施例还提供了一种基于第一方面或第一方面的任一可能的实现方式所提供的电磁阀恒流控制装置的电磁阀恒流控制方法，包括：
利用所述电流采样模块采集模拟电流信号，并将所述模拟电流信号传输给所述电流转换模块，其中，所述模拟电流信号用于表征流经所述待控制电磁阀的实际电流值；
利用所述电流转换模块将所述模拟电流信号转换为相对应的数字电流信号，并将所述数字电流信号传输给所述控制芯片；
利用所述控制芯片根据预先针对所述待控制电磁阀所设定的目标电流值和所述数字电流信号，生成相对应的目标PWM控制信号，根据所述目标PWM控制信号生成驱动信号，并将所述驱动信号传输给所述驱动模块；
利用所述驱动模块根据所述驱动信号，将具有相应输出电流值的电流输送给所述待控制电磁阀，其中，所述输出电流值与所述目标电流值之间的差值位于预设的目标电流误差范围内。
在第一种可能的实现方式中，结合上述第二方面，所述根据预先针对所述待控制电磁阀所设定的目标电流值和所述数字电流信号，生成相对应的目标PWM控制信号，包括：
根据所述数字电流信号确定所述实际电流值；
根据所述实际电流值与所述目标电流值之间的偏差，通过PID算法计算PWM控制信号的第一占空比；
根据所述第一占空比确定第一电流值，其中，所述第一电流值为所述驱动模块根据占空比为所述第一占空比的PWM控制信号工作时向所述待控制电磁阀所输送电流的电流值；
判断所述第一电流值与所述目标电流值之间的偏差是否位于所述目标电流误差内；
如果所述第一电流值与所述目标电流值之间的偏差位于所述目标电流误差范围内，则生成对应占空比为所述第一占空比的所述目标PWM控制信号，根据所述目标PWM控制信号生成所述驱动信号，并将所述驱动信号传输给所述驱动模块；
如果所述第一电流值与所述目标电流值之间的偏差位于所述目标电流误差范围之外，则通过所述PID算法计算PWM控制信号的第二占空比，并生成对应占空比为所述第二占空比的所述目标PWM控制信号，根据所述目标PWM控制信号生成所述驱动信号，并将所述驱动信号传输给所述驱动模块，其中，所述驱动模块根据所述驱动信号工作时向所述待控制电磁阀所输送电流为第二电流值，且所述第二电流值与所述目标电流值之间的偏差位于所述目标电流误差范围内。
在第二种可能的实现方式中，结合上述第一种可能的实现方式，所述通过所述PID算法计算PWM控制信号的第二占空比，包括：
如果所述第一电流值与所述目标电流值之间的偏差大于所述目标电流值的上偏差，则通过所述PID算法计算出小于所述第一占空比的所述第二占空比；
如果所述第一电流值与所述目标电流值之间的偏差小于所述目标电流值的下偏差，则通过所述PID算法计算出大于所述第一占空比的所述第二占空比。
第三方面，本发明实施例还提供了一种电磁阀恒流控制系统，包括：待控制电磁阀和上述第一方面或第一方面的任一可能的实现方式所提供的电磁阀恒流控制装置。
由上述技术方案可知，电流采样模块可以采集用于表征流经待控制电磁阀的实际电流值的模拟电流信号，电流转换模块将模拟电流信号转换为数字电流信号后发送给控制芯片，控制芯片根据预先设定的目标电流值和数字电流信号可以生成相对应的驱动信号，进而驱动模块可以根据驱动信号向待控制电磁阀输送相对应的电流，使得输入待控制电磁阀的电流的输出电流值与目标电流值之间的差值位于预设的目标电流误差范围内，实现待控制电磁阀的恒流控制。由于控制芯片为待控制电磁阀所在设备原有的数据处理芯片，利用控制芯片实现待控制电磁阀无需单独设置比较器等硬件，由于节省了比较器等硬件的成本，从而能够降低对待控制电磁阀进行恒流控制的成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一个实施例提供的一种电磁阀恒流控制装置的示意图；
图2是本发明一个实施例提供的另一种电磁阀恒流控制装置的示意图；
图3是本发明一个实施例提供的一种电磁阀恒流控制方法的流程图；
图4是本发明一个实施例提供的一种电磁阀恒流控制系统的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明一个实施例提供了一种电磁阀恒流控制装置，包括：控制芯片10、驱动模块20、电流采样模块30和电流转换模块40，其中，控制芯片10为待控制电磁阀50所在设备原有的数据处理芯片；
控制芯片10分别与驱动模块20、电流转换模块40和待控制电磁阀50相连接；
电流采样模块30分别与电流转换模块40和待控制电磁阀50相连接；
电流采样模块30，用于采集模拟电流信号，并将模拟电流信号传输给电流转换模块40，其中，模拟电流信号用于表征流经待控制电磁阀50的实际电流值；
电流转换模块40，用于将来自电流采样模块30的模拟电流信号转换为相对应的数字电流信号，并将数字电流信号传输给控制芯片10；
控制芯片10，用于根据预先针对待控制电磁阀50所设定的目标电流值和数字电流信号，生成相对应的目标PWM控制信号，根据目标PWM控制信号生成驱动信号，并将驱动信号传输给驱动模块20；
驱动模块20，用于根据来自控制芯片10的驱动信号，将具有相应输出电流值的电流输送给待控制电磁阀50，其中，输出电流值与目标电流值之间的差值位于预设的目标电流误差范围内。
在本发明实施例中，电流采样模块30可以采集用于表征流经待控制电磁阀50的实际电流值的模拟电流信号，电流转换模块40将模拟电流信号转换为数字电流信号后发送给控制芯片10，控制芯片10根据预先设定的目标电流值和数字电流信号可以生成相对应的驱动信号，进而驱动模块20可以根据驱动信号向待控制电磁阀50输送相对应的电流，使得输入待控制电磁阀50的电流的输出电流值与目标电流值之间的差值位于预设的目标电流误差范围内，实现待控制电磁阀50的恒流控制。由于控制芯片10为待控制电磁阀50所在设备原有的数据处理芯片，利用控制芯片10实现待控制电磁阀50无需单独设置比较器等硬件，由于节省了比较器等硬件的成本，从而能够降低对待控制电磁阀50进行恒流控制的成本。
在本发明实施例中，控制芯片10可以是原来就设置在待控制电磁阀50所在设备中的单片机，控制芯片10除了可以实现在本发明实施例中的数据处理任务外，还可以实现其原本的其他数据处理任务。
可选地，在图1所示电磁阀恒流控制装置的基础上，控制芯片10用于根据目标电流值和数字电流信号生成相对应的驱动信号，并将所生成的驱动信号发送给驱动模块20。具体地，控制芯片10可以通过如下步骤来生成并发送驱动信号：
S1：根据数字电流信号确定实际电流值；
S2：根据实际电流值与目标电流值之间的偏差，通过PID算法计算PWM控制信号的第一占空比；
S3：根据第一占空比确定第一电流值，其中，第一电流值为驱动模块根据占空比为第一占空比的PWM控制信号工作时向待控制电磁阀所输送电流的电流值；
S4：判断第一电流值与目标电流值之间的偏差是否位于目标电流误差内，如果是，执行S5，否则执行S6；
S5：生成对应占空比为第一占空比的目标PWM控制信号，根据目标PWM控制信号生成驱动信号，将驱动信号传输给驱动模块，并结束当前流程；
S6：通过PID算法计算PWM控制信号的第二占空比，并生成对应占空比为第二占空比的目标PWM控制信号，根据目标PWM控制信号生成驱动信号，并将驱动信号传输给驱动模块，其中，驱动模块根据驱动信号工作时向待控制电磁阀所输送电流为第二电流值，且第二电流值与目标电流值之间的偏差位于目标电流误差范围内。
在本发明实施例中，控制芯片10在接收到用于表征流经待控制电磁阀50的电流的实际电流值后，根据实际电流值和目标电流值之间偏差，进而根据计算出的偏差应用PID算法计算出控制芯片10当前所输出PWM控制信号的第一占空比，并根据第一占空比确定出驱动模块20当前所输出电流的第一电流值，之后确定第一电流值与目标电流值之间的偏差是否位于预设的目标电流误差内。如果第一电流值与目标电流值之间的偏差位于预设的目标电流误差内，说明待控制电磁阀50的实际电流并未与目标电流产生较大的偏差，则生成对应占空比为所述第一占空比的所述目标PWM控制信号，即控制芯片10维持当前的PWM控制信号的占空比。如果第一电流值与目标电流值之间的偏差位于预设的目标电流误差之外，说明待控制电磁阀50的实际电流与目标电流产生了较大的偏差，此时控制芯片10应用PID算法计算出第二占空比，并按照所计算出的第二占空比输出PWM控制信号，使得驱动模块20输出的电流向目标电流靠近。
在本发明实施例中，第一电流值可能由于大于目标电流值而使两者之间的偏差位于目标电流误差范围之外，第一电流值还可能由于小于目标电流值而使两者之间的偏差位于目标电流误差范围之外，控制芯片10可以根据第一电流值和目标电流值的大小关系增加或降低当前PWM控制信号的占控制，以使驱动模块20实现增加或降低输出电流。
可选地，在控制芯片10按照上述实施例的方法生成驱动信号的基础上，当控制芯片10确定第一电流值与目标电流值之间的偏差位于目标电流误差之外后，根据第一电流值和目标电流值的大小关系，控制芯片10可以通过如下方式来计算第二占空比：
如果第一电流值与目标电流值之间的偏差大于目标电流误差范围的上偏差，则通过PID算法计算出小于第一占空比的第二占空比；
如果第一电流值与目标电流值之间的偏差小于目标电流误差范围的下偏差，则通过PID算法计算出大于第一占空比的第二占空比。
在本发明实施例中，当确定第一电流值与目标电流值之间的偏差位于目标电流误差范围之外后，控制芯片10进一步确定第一电流值与目标电流值的大小关系，如果第一电流值大于目标电流值的上偏差，控制芯片10重新启动PID算法降低当前PWM控制信号的占空比，从而降低驱动模块20的输出电流，使驱动模块20的输出电流重新回到目标电流偏差范围内，如果第一电流值小于目标电流值的下偏差，控制芯片10重新启动PID算法增加当前PWM控制信号的占空比，从而增加驱动模块20的输出电流，使驱动模块20的输出电流重新回到目标电流偏差范围内。
在本发明实施例中，控制芯片10可以根据PID运算的结果刷新PWM控制信号的占空比，从而使驱动模块20的输出电流锁定在目标电流值周围波动，实现对待控制电磁阀50的恒流控制。
在本发明实施例中，PID算法的控制参数包括比例参数P、积分参数I和微分参数D，其中，比例参数P的取值范围为1-100，积分参数I的取值范围为1-100，微分参数D的取值范围为1-100。
可选地，在图1所示电磁阀恒流控制装置的基础上，如图2所示，驱动模块20包括：直流电源VCC、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、NPN型三极管Q1和PNP型三极管Q2；
PNP型三极管Q2的发射极与直流电源VCC相连接，PNP型三极管Q2的集电极与待控制电磁阀50相连接，PNP型三极管Q2的基极与第一电阻R1的第一端相连接；
第一电阻R1的第二端与NPN型三极管Q1的集电极相连接；
NPN型三极管Q1的基极与控制芯片10相连接，NPN型三极管Q1的发射极接地；
第二电阻R2的第一端与直流电源VCC相连接，且第二电阻R2的第二端与PNP型三极管Q2的基极相连接；
第一电容C1的第一端与NPN型三极管Q1的集电极相连接，且第一电容C1的第二端与NPN型三极管Q1的发射极相连接。
在本发明实施例中，当控制芯片10输出的驱动信号为高电平时，NPN型三极管Q1的基极为高电平而导通，此时PNP型三极管Q2的基极电平降低，PNP型三极管Q2导通向待控制电磁阀50供电。当控制芯片10输出的驱动信号为低电平时，NPN型三极管Q1的基极为低电平而关断，此时PNP型三极管Q2的基极电平升高，PNP型三极管Q2关断而停止向待控制电磁阀50供电。
可选地，在上述实施例驱动模块20包括直流电源VCC、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、NPN型三极管Q1和PNP型三极管Q2的基础上，如图2所示，驱动模块20进一步包括：续流二极管D；
续流二极管D的正极接地，且续流二极管D的负极与PNP型三极管Q2的集电极相连接。
在本发明实施例中，当PNP型三极管Q2关断而停止向待控制电磁阀50供电后，续流二极管D可以继续向待控制电磁阀50输送较小的电流，保证待控制电磁阀50的输入电流不会终端，进而保证待控制电磁阀50能够正常运行。
在本发明实施例中，直流电源VCC可以是24V的直流电源。
可选地，在上述各实施例所提供电磁阀恒流控制装置的基础上，如图2所示，电流采样模块30包括：第二电容C2和第三电阻R3；
所述第三电阻R3的第一端与所述待控制电磁阀50相连接，且所述第三电阻R3的第二端接地；
所述第二电容C2的第一端分别与所述第三电阻R3的第一端和所述电流转换模块40相连接，且所述第二电容C2的第二端接地。
在本发明实施例中，待控制电磁阀50与第三电阻R3构成采样电路，电流转换模块40获取用于反映待控制电磁阀50线圈上实际电流的模拟电流信号，第二电容C2起稳流作用，保证电流转换模块40能够获得稳定的模拟电流信号。
如图3所述，本发明一个实施例提供了一种基于上述任一实施例所提供的电磁阀恒流控制装置的电磁阀恒流控制方法，该方法可以包括如下步骤：
步骤301：利用电流采样模块采集模拟电流信号，并将模拟电流信号传输给电流转换模块，其中，模拟电流信号用于表征流经待控制电磁阀的实际电流值；
步骤302：利用电流转换模块将模拟电流信号转换为相对应的数字电流信号，并将数字电流信号传输给控制芯片；
步骤303：利用控制芯片根据预先针对待控制电磁阀所设定的目标电流值和数字电流信号，生成相对应的目标PWM控制信号，根据目标PWM控制信号生成驱动信号，并将驱动信号传输给驱动模块；
步骤304：利用驱动模块根据驱动信号，将具有相应输出电流值的电流输送给待控制电磁阀，其中，输出电流值与目标电流值之间的差值位于预设的目标电流误差范围内。
在本发明实施例中，利用电流采样模块和电流转换模块获得保证待控制电磁阀上实际电流值的数字电流信号，之后利用控制芯片根据预设的目标电流值和数字电流信号生成相对应的驱动信号，并将所生成的驱动信号发送给驱动模块，进而利用驱动模块根据驱动信号向待控制电磁阀输送恒定的电流。由于驱动芯片为待控制电磁阀所在设备中原有的数据处理芯片，基于驱动芯片实现恒流控制无需单独设置比较器等硬件设备，节省了比较器等硬件的成本，从而能够降低对待控制电磁阀进行恒流控制的成本。
可选地，在图3所示电磁阀恒流控制方法的基础上，步骤303中根据预先针对待控制电磁阀所设定的目标电流值和数字电流信号生成相对应的目标PWM控制信号的处理，具体可以通过如下方式实现：
根据数字电流信号确定实际电流值；
根据实际电流值与目标电流值之间的偏差，通过PID算法计算PWM控制信号的第一占空比；
根据第一占空比确定第一电流值，其中，第一电流值为驱动模块根据占空比为第一占空比的PWM控制信号工作时向待控制电磁阀所输送电流的电流值；
判断第一电流值与目标电流值之间的偏差是否位于目标电流误差内；
如果第一电流值与目标电流值之间的偏差位于目标电流误差范围内，则生成对应占空比为第一占空比的目标PWM控制信号，根据目标PWM控制信号生成驱动信号，并将驱动信号传输给驱动模块；
如果第一电流值与目标电流值之间的偏差位于目标电流误差范围之外，则通过PID算法计算PWM控制信号的第二占空比，并生成对应占空比为第二占空比的目标PWM控制信号，根据目标PWM控制信号生成驱动信号，并将驱动信号传输给驱动模块，其中，驱动模块根据驱动信号工作时向待控制电磁阀所输送电流为第二电流值，且第二电流值与目标电流值之间的偏差位于目标电流误差范围内。
可选地，在上述实施例所提供生成驱动信号的基础上，通过PID算法计算PWM控制信号的第二占空比的过程具体可以通过如下方式实现：
如果第一电流值与目标电流值之间的偏差大于目标电流值的上偏差，则通过PID算法计算出小于第一占空比的第二占空比；
如果第一电流值与目标电流值之间的偏差小于目标电流值的下偏差，则通过PID算法计算出大于第一占空比的第二占空比。
需要说明的是，本发明实施例提供的电磁阀恒流控制方法基于上述各实施例提供的电磁阀恒流控制装置实现，电磁阀恒流控制方法与电磁阀恒流控制装置基于相同的发明构思而实现，具体电磁阀恒流控制方法可参见上述各实施例中对电磁阀恒流控制装置的描述，在此不再赘述。
如图4所示，本发明一个实施例提供了一种电磁阀恒流控制系统，包括：待控制电磁阀50和上述任一实施例所提供的电磁阀恒流控制装置100。
在本发明实施例中，待控制电磁阀50可以是燃气热水器中的比例电磁阀。
需要说明的是，上述各流程和各系统结构图中不是所有的步骤和模块都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或模块。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行调整。上述各实施例中描述的系统结构可以是物理结构，也可以是逻辑结构，即，有些模块可能由同一物理实体实现，或者，有些模块可能分由多个物理实体实现，或者，可以由多个独立设备中的某些部件共同实现。
以上各实施例中，硬件模块可以通过机械方式或电气方式实现。例如，一个硬件模块可以包括永久性专用的电路或逻辑(如专门的处理器，FPGA或ASIC)来完成相应操作。硬件模块还可以包括可编程逻辑或电路(如通用处理器或其它可编程处理器)，可以由软件进行临时的设置以完成相应操作。具体的实现方式(机械方式、或专用的永久性电路、或者临时设置的电路)可以基于成本和时间上的考虑来确定。
上文通过附图和优选实施例对本发明进行了详细展示和说明，然而本发明不限于这些已揭示的实施例，基与上述多个实施例本领域技术人员可以知晓，可以组合上述不同实施例中的代码审核手段得到本发明更多的实施例，这些实施例也在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.电磁阀恒流控制装置，其特征在于，包括：控制芯片、驱动模块、电流采样模块和电流转换模块，其中，所述控制芯片为待控制电磁阀所在设备原有的数据处理芯片；
所述控制芯片分别与所述驱动模块、所述电流转换模块和待控制电磁阀相连接；
所述电流采样模块分别与所述电流转换模块和所述待控制电磁阀相连接；
所述电流采样模块，用于采集模拟电流信号，并将所述模拟电流信号传输给所述电流转换模块，其中，所述模拟电流信号用于表征流经所述待控制电磁阀的实际电流值；
所述电流转换模块，用于将来自所述电流采样模块的所述模拟电流信号转换为相对应的数字电流信号，并将所述数字电流信号传输给所述控制芯片；
所述控制芯片，用于根据预先针对所述待控制电磁阀所设定的目标电流值和所述数字电流信号，生成相对应的目标PWM控制信号，根据所述目标PWM控制信号生成驱动信号，并将所述驱动信号传输给所述驱动模块；
所述驱动模块，用于根据来自所述控制芯片的所述驱动信号，将具有相应输出电流值的电流输送给所述待控制电磁阀，其中，所述输出电流值与所述目标电流值之间的差值位于预设的目标电流误差范围内；
所述控制芯片，用于执行如下处理：
根据所述数字电流信号确定所述实际电流值；
根据所述实际电流值与所述目标电流值之间的偏差，通过PID算法计算PWM控制信号的第一占空比；
根据所述第一占空比确定第一电流值，其中，所述第一电流值为所述驱动模块根据占空比为所述第一占空比的PWM控制信号工作时向所述待控制电磁阀所输送电流的电流值；
判断所述第一电流值与所述目标电流值之间的偏差是否位于所述目标电流误差内；
如果所述第一电流值与所述目标电流值之间的偏差位于所述目标电流误差范围内，则生成对应占空比为所述第一占空比的所述目标PWM控制信号，根据所述目标PWM控制信号生成所述驱动信号，并将所述驱动信号传输给所述驱动模块；
如果所述第一电流值与所述目标电流值之间的偏差位于所述目标电流误差范围之外，则通过所述PID算法计算PWM控制信号的第二占空比，并生成对应占空比为所述第二占空比的所述目标PWM控制信号，根据所述目标PWM控制信号生成所述驱动信号，并将所述驱动信号传输给所述驱动模块，其中，所述驱动模块根据所述驱动信号工作时向所述待控制电磁阀所输送电流为第二电流值，且所述第二电流值与所述目标电流值之间的偏差位于所述目标电流误差范围内；所述控制芯片在执行所述通过所述PID算法计算PWM控制信号的第二占空比时，用于执行如下处理：
如果所述第一电流值与所述目标电流值之间的偏差大于所述目标电流值的上偏差，则通过所述PID算法计算出小于所述第一占空比的所述第二占空比；
如果所述第一电流值与所述目标电流值之间的偏差小于所述目标电流值的下偏差，则通过所述PID算法计算出大于所述第一占空比的所述第二占空比。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述驱动模块包括：直流电源、第一电阻、第二电阻、第一电容、NPN型三极管和PNP型三极管；
所述PNP型三极管的发射极与所述直流电源相连接，所述PNP型三极管的集电极与所述待控制电磁阀相连接，所述PNP型三极管的基极与所述第一电阻的第一端相连接；
所述第一电阻的第二端与所述NPN型三极管的集电极相连接；
所述NPN型三极管的基极与所述控制芯片相连接，所述NPN型三极管的发射极接地；
所述第二电阻的第一端与所述直流电源相连接，且所述第二电阻的第二端与所述PNP型三极管的基极相连接；
所述第一电容的第一端与所述NPN型三极管的集电极相连接，且所述第一电容的第二端与所述NPN型三极管的发射极相连接。
3.根据权利要求2所述的装置 ，其特征在于，所述驱动模块进一步包括：续流二极管；
所述续流二极管的正极接地，且所述续流二极管的负极与所述PNP型三极管的集电极相连接。
4.根据权利要求1至3中任一所述的装置，其特征在于，所述电流采样模块包括：第二电容和第三电阻；
所述第三电阻的第一端与所述待控制电磁阀相连接，且所述第三电阻的第二端接地；
所述第二电容的第一端分别与所述第三电阻的第一端和所述电流转换模块相连接，且所述第二电容的第二端接地。
5.基于权利要求1至4中任一所述电磁阀恒流控制装置的电磁阀恒流控制方法，其特征在于，包括：
利用所述电流采样模块采集模拟电流信号，并将所述模拟电流信号传输给所述电流转换模块，其中，所述模拟电流信号用于表征流经所述待控制电磁阀的实际电流值；
利用所述电流转换模块将所述模拟电流信号转换为相对应的数字电流信号，并将所述数字电流信号传输给所述控制芯片；
利用所述控制芯片根据预先针对所述待控制电磁阀所设定的目标电流值和所述数字电流信号，生成相对应的目标PWM控制信号，根据所述目标PWM控制信号生成驱动信号，并将所述驱动信号传输给所述驱动模块；
利用所述驱动模块根据所述驱动信号，将具有相应输出电流值的电流输送给所述待控制电磁阀，其中，所述输出电流值与所述目标电流值之间的差值位于预设的目标电流误差范围内。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据预先针对所述待控制电磁阀所设定的目标电流值和所述数字电流信号，生成相对应的目标PWM控制信号，包括：
根据所述数字电流信号确定所述实际电流值；
根据所述实际电流值与所述目标电流值之间的偏差，通过PID算法计算PWM控制信号的第一占空比；
根据所述第一占空比确定第一电流值，其中，所述第一电流值为所述驱动模块根据占空比为所述第一占空比的PWM控制信号工作时向所述待控制电磁阀所输送电流的电流值；
判断所述第一电流值与所述目标电流值之间的偏差是否位于所述目标电流误差内；
如果所述第一电流值与所述目标电流值之间的偏差位于所述目标电流误差范围内，则生成对应占空比为所述第一占空比的所述目标PWM控制信号，根据所述目标PWM控制信号生成所述驱动信号，并将所述驱动信号传输给所述驱动模块；
如果所述第一电流值与所述目标电流值之间的偏差位于所述目标电流误差范围之外，则通过所述PID算法计算PWM控制信号的第二占空比，并生成对应占空比为所述第二占空比的所述目标PWM控制信号，根据所述目标PWM控制信号生成所述驱动信号，并将所述驱动信号传输给所述驱动模块，其中，所述驱动模块根据所述驱动信号工作时向所述待控制电磁阀所输送电流为第二电流值，且所述第二电流值与所述目标电流值之间的偏差位于所述目标电流误差范围内。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通过所述PID算法计算PWM控制信号的第二占空比，包括：
如果所述第一电流值与所述目标电流值之间的偏差大于所述目标电流值的上偏差，则通过所述PID算法计算出小于所述第一占空比的所述第二占空比；
如果所述第一电流值与所述目标电流值之间的偏差小于所述目标电流值的下偏差，则通过所述PID算法计算出大于所述第一占空比的所述第二占空比。
8.电磁阀恒流控制系统，其特征在于，包括：待控制电磁阀和权利要求1至4中任一所述的电磁阀恒流控制装置。
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